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16. 按下列要求完成各图.
（1）如图甲所示，开关 S 闭合后，小磁针在条形磁体和通电螺线管的共同作用下，在图中位置处于静止状态，请你根据条形磁体的极性标出小磁针和螺线管的 N、S 极，并用“+”“-”标出电源的正负极.
（2）根据通电螺线管的 N、S 极和磁感线形状，在图乙中标出磁体 A 的 N 极、磁感线方向（任选一根标出即可）和电源的正负极.
（1）如图甲所示，开关 S 闭合后，小磁针在条形磁体和通电螺线管的共同作用下，在图中位置处于静止状态，请你根据条形磁体的极性标出小磁针和螺线管的 N、S 极，并用“+”“-”标出电源的正负极.
（2）根据通电螺线管的 N、S 极和磁感线形状，在图乙中标出磁体 A 的 N 极、磁感线方向（任选一根标出即可）和电源的正负极.
答案
解析
【分析】
（1）甲图解题思路：
① 先根据磁极间“异名磁极相互吸引”的规律，已知条形磁体左端为N极，可判断小磁针靠近条形磁体N极的一端为S极，因此小磁针下端是S极，上端是N极；
② 再结合小磁针的极性，利用磁极间的相互作用，确定通电螺线管的右端为N极（与小磁针下端S极相互吸引），左端为S极；
③ 最后用安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（右端），四指弯曲方向为电流方向，由此判断电流从螺线管左端流入、右端流出，进而确定电源左端为正极，右端为负极。
（2）乙图解题思路：
① 根据磁感线的形状（相互排斥的磁感线说明是同名磁极），已知通电螺线管右端为N极，因此磁体A的左端为N极；
② 磁感线的方向是从磁体N极出发回到S极，所以在两磁体间画出一条从N极指向外侧的磁感线即可；
③ 用安培定则判断电源正负极：右手握住螺线管，大拇指指向N极（右端），四指弯曲方向为电流方向，可知电流从螺线管右端流入、左端流出，因此电源右端为正极，左端为负极。
【解析】
（1）甲图：
标注小磁针：上端为$\mathrm{N}$极，下端为$\mathrm{S}$极；
标注通电螺线管：左端为$\mathrm{S}$极，右端为$\mathrm{N}$极；
标注电源：左端标“$+$”，右端标“$-$”。
（2）乙图：
标注磁体$\mathrm{A}$：左端为$\mathrm{N}$极；
绘制磁感线：从螺线管的$\mathrm{N}$极（或磁体$\mathrm{A}$的$\mathrm{N}$极）指向外侧，标注箭头表示方向；
标注电源：右端标“$+$”，左端标“$-$”。
【答案】
甲图：小磁针上端$\mathrm{N}$、下端$\mathrm{S}$；螺线管左端$\mathrm{S}$、右端$\mathrm{N}$；电源左端“$+$”、右端“$-$”
乙图：磁体$\mathrm{A}$左端$\mathrm{N}$极；磁感线从$\mathrm{N}$极指向外侧（箭头正确）；电源右端“$+$”、左端“$-$”
（具体作图参考标准答案图）
【知识点】
磁极间的相互作用、安培定则、磁感线特点
【点评】
本题综合考查电磁学基本规律的应用，需要学生结合磁极相互作用、安培定则、磁感线性质逐步推导，对逻辑分析能力有一定要求，是电磁学作图的典型题型。
【难度系数】
0.6
（1）甲图解题思路：
① 先根据磁极间“异名磁极相互吸引”的规律，已知条形磁体左端为N极，可判断小磁针靠近条形磁体N极的一端为S极，因此小磁针下端是S极，上端是N极；
② 再结合小磁针的极性，利用磁极间的相互作用，确定通电螺线管的右端为N极（与小磁针下端S极相互吸引），左端为S极；
③ 最后用安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（右端），四指弯曲方向为电流方向，由此判断电流从螺线管左端流入、右端流出，进而确定电源左端为正极，右端为负极。
（2）乙图解题思路：
① 根据磁感线的形状（相互排斥的磁感线说明是同名磁极），已知通电螺线管右端为N极，因此磁体A的左端为N极；
② 磁感线的方向是从磁体N极出发回到S极，所以在两磁体间画出一条从N极指向外侧的磁感线即可；
③ 用安培定则判断电源正负极：右手握住螺线管，大拇指指向N极（右端），四指弯曲方向为电流方向，可知电流从螺线管右端流入、左端流出，因此电源右端为正极，左端为负极。
【解析】
（1）甲图：
标注小磁针：上端为$\mathrm{N}$极，下端为$\mathrm{S}$极；
标注通电螺线管：左端为$\mathrm{S}$极，右端为$\mathrm{N}$极；
标注电源：左端标“$+$”，右端标“$-$”。
（2）乙图：
标注磁体$\mathrm{A}$：左端为$\mathrm{N}$极；
绘制磁感线：从螺线管的$\mathrm{N}$极（或磁体$\mathrm{A}$的$\mathrm{N}$极）指向外侧，标注箭头表示方向；
标注电源：右端标“$+$”，左端标“$-$”。
【答案】
甲图：小磁针上端$\mathrm{N}$、下端$\mathrm{S}$；螺线管左端$\mathrm{S}$、右端$\mathrm{N}$；电源左端“$+$”、右端“$-$”
乙图：磁体$\mathrm{A}$左端$\mathrm{N}$极；磁感线从$\mathrm{N}$极指向外侧（箭头正确）；电源右端“$+$”、左端“$-$”
（具体作图参考标准答案图）
【知识点】
磁极间的相互作用、安培定则、磁感线特点
【点评】
本题综合考查电磁学基本规律的应用，需要学生结合磁极相互作用、安培定则、磁感线性质逐步推导，对逻辑分析能力有一定要求，是电磁学作图的典型题型。
【难度系数】
0.6
17. 小华和她的学习小组在实验室“探究通电螺线管外部磁场的特点”.
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中.在玻璃板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示.可见，通电螺线管外部磁场与
(2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时 N 极所指的方向如图乙所示(涂黑的一端是 N 极)，则此时通电螺线管的 A 端为
(3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部
(4)地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，根据地磁场的磁极分析推断，图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中.在玻璃板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示.可见，通电螺线管外部磁场与
条形磁体
的磁场相似.(2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时 N 极所指的方向如图乙所示(涂黑的一端是 N 极)，则此时通电螺线管的 A 端为
N
(选填“N”或“S”)极.对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时 N 极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向
有关.(3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部
有
(选填“有”或“没有”)磁场，依据是铁屑在螺线管内部的分布是有规律的
.(4)地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，根据地磁场的磁极分析推断，图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向
相反
(选填“相同”或“相反”).答案
条形磁体
N
电流方向
有
铁屑在螺线管内部的分布是有规律的
相反
N
电流方向
有
铁屑在螺线管内部的分布是有规律的
相反
解析
【分析】
1. 第(1)题：思考通电螺线管的磁场分布特点，铁屑的分布形态反映磁场的分布规律，通电螺线管外部磁场的分布与条形磁体的磁场分布一致，两端磁性强、中间弱，磁感线形状相似，据此可得出结论。
2. 第(2)题：根据磁场方向的规定（小磁针静止时N极指向为该点磁场方向），结合通电螺线管外部磁感线从N极出发回到S极的规律，观察图乙中小磁针的指向判断螺线管磁极；对调电源正负极后电流方向改变，磁场方向随之改变，说明磁场方向与电流方向有关。
3. 第(3)题：铁屑在磁场中会被磁化，有规律的分布说明存在磁场，通过甲图中螺线管内部铁屑的有序分布，可推断内部存在磁场。
4. 第(4)题：先明确地磁场的磁极对应关系（地理北极是地磁南极，地理南极是地磁北极），再利用安培定则，右手握住地球，大拇指指向地磁北极（地理南极），四指弯曲方向为电流方向，与地球自转方向对比，得出电流方向与自转方向相反。
【解析】
(1) 由图甲中铁屑的分布形态可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似，两端磁性较强，中间磁性较弱。
(2) 根据磁场方向的规定，小磁针静止时N极所指方向为该点磁场方向，通电螺线管外部磁感线从N极出发回到S极。观察图乙，小磁针N极指向B端方向，说明螺线管外部磁场方向由A指向B，因此通电螺线管的A端为N极；对调电源正负极后，电流方向改变，小磁针静止时N极指向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。
(3) 铁屑在磁场中会被磁化，呈现出有规律的分布，图甲中螺线管内部的铁屑分布是有规律的，这表明通电螺线管的内部有磁场。
(4) 地球的地理北极对应地磁南极，地理南极对应地磁北极。根据安培定则，用右手握住地球，大拇指指向地磁北极（地理南极），四指弯曲的方向即为圆形电流的方向，与图丙中地球自转方向对比，可知该圆形电流方向与地球自转方向相反。
【答案】
(1) 条形磁体
(2) N；电流方向
(3) 有；铁屑在螺线管内部的分布是有规律的
(4) 相反
【知识点】
通电螺线管的磁场；安培定则；地磁场
【点评】
本题结合实验探究与地磁场知识，考查了对通电螺线管磁场分布、磁场方向影响因素、安培定则的理解与应用，要求学生将实验现象与理论知识结合分析，注重对实验探究能力和知识迁移能力的考查。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)题：思考通电螺线管的磁场分布特点，铁屑的分布形态反映磁场的分布规律，通电螺线管外部磁场的分布与条形磁体的磁场分布一致，两端磁性强、中间弱，磁感线形状相似，据此可得出结论。
2. 第(2)题：根据磁场方向的规定（小磁针静止时N极指向为该点磁场方向），结合通电螺线管外部磁感线从N极出发回到S极的规律，观察图乙中小磁针的指向判断螺线管磁极；对调电源正负极后电流方向改变，磁场方向随之改变，说明磁场方向与电流方向有关。
3. 第(3)题：铁屑在磁场中会被磁化，有规律的分布说明存在磁场，通过甲图中螺线管内部铁屑的有序分布，可推断内部存在磁场。
4. 第(4)题：先明确地磁场的磁极对应关系（地理北极是地磁南极，地理南极是地磁北极），再利用安培定则，右手握住地球，大拇指指向地磁北极（地理南极），四指弯曲方向为电流方向，与地球自转方向对比，得出电流方向与自转方向相反。
【解析】
(1) 由图甲中铁屑的分布形态可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似，两端磁性较强，中间磁性较弱。
(2) 根据磁场方向的规定，小磁针静止时N极所指方向为该点磁场方向，通电螺线管外部磁感线从N极出发回到S极。观察图乙，小磁针N极指向B端方向，说明螺线管外部磁场方向由A指向B，因此通电螺线管的A端为N极；对调电源正负极后，电流方向改变，小磁针静止时N极指向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。
(3) 铁屑在磁场中会被磁化，呈现出有规律的分布，图甲中螺线管内部的铁屑分布是有规律的，这表明通电螺线管的内部有磁场。
(4) 地球的地理北极对应地磁南极，地理南极对应地磁北极。根据安培定则，用右手握住地球，大拇指指向地磁北极（地理南极），四指弯曲的方向即为圆形电流的方向，与图丙中地球自转方向对比，可知该圆形电流方向与地球自转方向相反。
【答案】
(1) 条形磁体
(2) N；电流方向
(3) 有；铁屑在螺线管内部的分布是有规律的
(4) 相反
【知识点】
通电螺线管的磁场；安培定则；地磁场
【点评】
本题结合实验探究与地磁场知识，考查了对通电螺线管磁场分布、磁场方向影响因素、安培定则的理解与应用，要求学生将实验现象与理论知识结合分析，注重对实验探究能力和知识迁移能力的考查。
【难度系数】
0.6
